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第一章MEMS基本情况介绍1

1.1概述1

1.2单晶硅的材料特性2

1.3薄膜材料的力学特性4

1.4微执行器的尺度效应5

1.5微机器人的尺度效应6

第二章MEMS工艺及器件特性7

2.1MEMS材料工艺特性7

2.1.1硅微加工技术8

2.1.2LIGA工艺8

2.1.331H工艺9

2.2MEMS器件结构功能9

2.2.1微传感器9

2.2.2微执行器15

2.2.3新型MEMS器件22

2.3MEMS系统产品简介23

第三章微装配技术与微装配系统24

3.1微装配基本过程方法25

3.1.1微/纳米操作的特点26

3.1.2典型微/纳米操作技术及其应用26

3.1.3先进灵巧装配技术29

3.2微装配自动化技术29

3.2.1微装配的机器人技术30

3.2.2手爪及操作（微夹持）35

3.2.3微型零件胶粘接的微装配技术36

3.2.4显微视觉伺服系统39

3.2.5小结与展望41

3.3微装配系统简述41

3.3.1微装配系统的特点及功能分析42

3.3.2智能化微装配43

3.4微装配系统设计44

3.4.1任务功能描述45

3.4.2微装配系统设计45

3.4.3微装配系统的设计思路46

3.4.4微装配系统关键技术的研制46

3.5成型系统介绍48

3.5.1一种新型微装配系统样机49

3.5.2日本东京大学的一个微装配系统50

3.5.3基于微机器人的微装配站50

3.5.4可宏/微精密定位的微操作机器人51

3.6压电驱动技术和自装配技术51

3.6.1一种适用于微操作的驱动技术（装配是若干微操作）51

3.6.2自装配技术54

3.6.3标准化方案58

第四章微装配关键技术71

4.1运动平台71

4.1.1磁悬浮平台71

4.1.2进给平台75

4.1.3平台隔振系统77

4.2显微视觉系统96

4.2.1显微视觉系统研究现状96

4.2.2显微视觉系统的关键问题98

4.2.3微操作机器人的显微视觉自标定方法100

4.2.4显微视觉自动聚焦系统104

4.2.5微操作机器人深度信息获取107

第五章微控制理论与装配系统模型112

5.1微控制的目的112

5.1.1精密定位原理112

5.1.2精密定位的神经网络控制113

5.2微装配的关键系统——微控制系统114

5.2.1微控制方式114

5.2.2微装配中的微控制117

5.3微控制器设计118

5.3.1串联PID控制器综合118

5.3.2鲁棒控制器综合119

5.3.3视觉伺服控制系统120

5.4装配模型122

5.4.1装配模型概述122

5.4.2装配模型建模124

5.4.3装配模型与装配顺序125

5.5宏动、微动机构模型的建立126

5.5.1宏动机构模型的建立126

5.5.2微动机构模型的建立128

5.6信息模型建模129

5.6.1信息模型建模概述129

5.6.2面向装配序列规划的信息建模132

5.6.3敏捷化开发环境下产品装配模型的信息组成134

5.7微测试概述135

5.7.1微结构特性的测试要求与方法136

5.7.2微几何量检测方法138

5.7.3微材料特性检测143

第六章系统建模145

6.1系统级仿真建模简述145

6.2MEMS库的建立149

6.2.1部件和部件库的概念150

6.2.2IP库的建立155

6.2.3键合图库的建立160

第七章宏模型的建立164

7.1宏模型的概念164

7.1.1准静态宏模型165

7.1.2动态宏模型165

7.2建立宏模型的方法166

7.2.1节点分析方法167

7.2.2信号流模型（自由度缩聚的方法）173

7.2.3键合图理论建立宏模型179

7.2.4其他建模方法185

7.3含能量域耦合问题的宏模型193

7.3.1加速松弛法及其在静电力耦合问题仿真分析中的应用195

7.3.2耦合宏模型举例198

第八章虚拟化实现205

8.1虚拟现实技术简述205

8.1.1虚拟现实技术的定义205

8.1.2虚拟现实技术的特征206

8.1.3虚拟现实技术的分类206

8.1.4虚拟现实的关键技术207

8.2MEMS虚拟化技术207

8.2.1虚拟工艺库207

8.2.2虚拟组装211

8.2.3虚拟运行214

8.3虚拟装配概述218

8.3.1虚拟装配的定义219

8.3.2虚拟装配技术的主要功能219

8.4虚拟装配的软硬件配置220

8.4.1软件配置221

8.4.2硬件配置221

8.4.3虚拟装配思路的产生和发展223

8.4.4虚拟装配的关键技术224

8.5虚拟装配关键技术的实现225

8.5.1虚拟装配建模技术225

8.5.2装配干涉及碰撞检测226

8.5.3配合特征的识别及装配约束的建立236

8.5.4受约束运动的实现238

第九章MEMSCAD比较240

9.1MEMSCAD的研究概况240

9.1.1MEMSCAD的特点及其设计原则241

9.1.2MEMSCAD系统的结构242

9.2MEMSCAD的关键技术245

9.2.1数值计算方法研究和多能量域耦合仿真245

9.2.2宏模型建模247

9.2.3版图综合及加工工艺的生成和优化247

9.3现今MEMSCAD的不足及困难249

9.4MEMSCAD实现方案250

9.4.1类型（1）252

9.4.2类型（2）253

9.4.3类型（3）253

9.4.4类型（4）254

9.4.5微机电系统CAD设计的过程及展望255

参考文献257